| Предыдущая задача | Содержание | Следующая задача | 38-ая Международная Химическая Олимпиада Тренировочные задачи |
Озон одновременно и полезен, и вреден для живых организмов. Когда два миллиарда лет назад концентрация кислорода в атмосфере достигла значительного уровня, в верхних слоях атмосферы начал образовываться озоновый слой, который защищает жизнь на Земле, поглощая ультрафиолетовое излучение. В наше время озоновый слой истощается. В нижних слоях атмосферы озон вреден для живых организмов. Он участвует в образовании фотохимического смога.
Один из наиболее простых методов определения концентрации озона в воздухе основан на его окислительных свойствах. В этом методе воздух пропускается через кислый раствор иодида, при этом протекает реакция:
O3(г) + I–(р-р) ®I3–(р-р) + O2(г) (1)
После пропускания воздуха концентрацию трииодида определяют спектрофотометрически по поглощению УФ длиной волны 254 нм.
Воздух пропускали через 10 мл раствора, содержащего избыток KI, в течение 30.0 мин при следующих условиях: р = 750 Торр, T = 298 K, скорость потока = 250 мл/мин. Поглощение раствора I3– измерялось спектрофотометром с фотоэлементом; длина кюветы 1.1 см. Сопротивление фотоэлемента обратно пропорционально интенсивности света. Сопротивление фотоэлемента для пустой кюветы и заполненной раствором, равно 12.1 кОм и 19.4 кОм, соответственно. Молярный коэффициент экстинкции раствора I3– равен 2.4 x 105 M–1×см–1. Универсальная газовая постоянная: R = 8.314472 Дж×K–1×моль–1 = 0.08205746 л×атм×K–1×моль–1 = 62.3637 л×Торр×K–1×моль–1 = 1.987 кал×K–1×моль–1.
14-1. Напишите уравнение окисления иодида озоном.
14-2. Нарисуйте льюисовскую структуру озона.
14-3. Рассчитайте число молей озона в образце воздуха.
14-4. Рассчитайте долю озона в воздухе (в ppb – частях на миллиард), считая газы идеальными.
Ответ
14-3. 7.76×10-9 моль.
14-4. 25.7.